精准分析思维不对等分层突破气体分压定律

2021-05-23郑顺来

中学课程辅导·教学研究 2021年20期

郑顺来

摘要：基于高三复习备考过程的学生反馈，精准分析学生在解答气体分压定律题型时所存在的思维不对等，提炼考点精髓，优化教学方案，分层突破气体分压定律及压力平衡常数K。

关键词：分压定律;压力平衡常数K

中图分类号：O642 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2021）20-0096

在高三复习备考中，每当转入综合卷后，计算题型的性价比显得很低，遇到思维跨度大的计算，中等生及以下的学生更显得无能为力，多次和学生聊起计算题，学生总是回答不知要怎么算？看不懂要怎么算？甚至不敢试算看看等等。答题时思维不对等是重要的原因之一，也就是由于知识储备不充足、不系统，导致从题给已知条件无法找到解决问题的办法，更多表现在方法缺失。如在气相反应的化学平衡中，除了用浓度c、物质的量n和浓度平衡常数K等进行计算外，现在逐渐延伸到用气体总压p、分压p（B）和压力平衡常数K等进行计算。关于分压定律和压力平衡常数K，老师们不停地总结规律，寻找技巧，取得显著的教学效果。基于近几年的复习备考经验，我也谈谈对于中等层次的学生，在对特定问题时采取特定的思维建模方式進行教学，也往往能起到特别的教学效果。虽然这种教学方式可能不利于学生创新思维的培养，但对于中等层次学生，方法显得比创新更有价值。

关于分压定律的教学，一方面应该教会学生系统的考点知识，另一方面应该教会学生进行思维建模才能有效地提高关于分压定律的教学效果。比如教学过程中经常遇到学生提问：总压为什么会等于各组分分压之和？为什么可以用平衡分压代替平衡浓度？出现这类疑问应该是我的教学设计忽视了学生在这里存在思维不对等问题，想当然地认为这样的问题学生能理解，估计也有其他老师和我面对同样的问题，因此，我建议应该重视理想气体状态方程：pV=nRT（R为理想气体常数）[1]的教学及推理。设计理想气体状态方程教学使学生掌握同温同体积时，气体的压强与气体的物质的量成正比，即阿伏伽德罗定律的推论，再通过变式解决以下四个造成思维不对等的主要因素。

1.为什么p（总）=p（A）+p（B）……[1]？

对于混合气体，为什么总压会等于各种气体的分压之和，看似简单的问题，不少学生却一直理解不了。教学中应该要深入分析并使学生充分理解，对于由A和B两种气体组成混合气体：

n（总）=n（A）+n（B）……（1），

n（B）=n（总）·X（B）……（2），

2.为什么p（B）=p（总）·x（B）[1]？

3.为什么浓度可以用分压代替？

4.浓度平衡常数K与压力平衡常数K的关系（两者相等吗？）

一定温度下，气相反应：mA（g）+nB（g）≒eC（g）+fD（g）达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值为一个常数，称为该反应的压力平衡常数，用符号K表示，K的表达式如下：

通过上台阶式的教学设计，使学生理解上述几个逻辑推理过程，帮助学生自己构建求解压力平衡常数K的解题思维建模，即分压定律得核心问题是求各成份分压或分别求总压和物质的量分数，解题模式和浓度平衡常数K一样通过三段式求解。

实例分析：硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO的催化氧

（3）将组成（物质的量分数）为2m% SO（g）、m% O（g）和q% N（g）的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO转化率为α，则SO压强为________，平衡常数K=________（以分压表示，分压=总压×物质的量分数）。[3]

（4）在考试的紧张情况下，不具备简洁高效的思路，是很难拿下这样的试题。依据上述解题思维模式，即分压定律得核心问题是求各成份分压或分别求总压和物质的量分数，再通过三段式可求解K，根据题给已知条件，总压恒定，故只需求物质的量分数。